CN104308463B - 一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法 - Google Patents

一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104308463B
CN104308463B CN201410424878.8A CN201410424878A CN104308463B CN 104308463 B CN104308463 B CN 104308463B CN 201410424878 A CN201410424878 A CN 201410424878A CN 104308463 B CN104308463 B CN 104308463B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
titanium
composite plate
super
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410424878.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104308463A (zh
Inventor
李平仓
赵惠
朱磊
毕宗岳
魏永
赵峰
杨学山
王云龙
沈春豫
刘燕平
刘海璋
李山云
张建勋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Tianli metal composite Co.,Ltd.
Original Assignee
Xi An Tianli Metal Complex Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi An Tianli Metal Complex Material Co Ltd filed Critical Xi An Tianli Metal Complex Material Co Ltd
Priority to CN201410424878.8A priority Critical patent/CN104308463B/zh
Publication of CN104308463A publication Critical patent/CN104308463A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104308463B publication Critical patent/CN104308463B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B47/00—Auxiliary arrangements, devices or methods in connection with rolling of multi-layer sheets of metal
    • B21B47/02—Auxiliary arrangements, devices or methods in connection with rolling of multi-layer sheets of metal for folding sheets before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • B23K20/08—Explosive welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • B21B2001/386—Plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明公开了一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，该方法包括为：一、在基层钢板上焊接金属块，在复层钛板上焊接金属板；二、打磨处理；三、爆炸焊接制备复合板；四、选取合格的复合板为坯材；五、校平、切割后退火处理；六、轧制处理，得到板材，校平后切割处理得到宽度为500mm～3000mm，长度为8000mm～20000mm，厚度不小于10mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板。本发明利用爆炸复合法和轧制法相结合的工艺过程，将基层钢板和复层钛板复合制备油气管道用超长钛/管线钢复合板，该复合板的剪切强度不低于180MPa，迎合了石油天然气管道用材的超长需求，可作为油气管道用材。

Description

一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法
技术领域
本发明属于油气管道用复合材料制备技术领域，具体涉及一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法。
背景技术
油气管道可长距离输送天然气、原油或成品油，输送距离可达数百、数千公里，单管年输油量在数百万吨到数千万吨之间，个别有达1亿吨的，管径多在200mm以上，目前最大的为1220mm。管道运输是石油及天然气最主要的运输方式，与铁路、公路、水运等运输方式相比，它具有运输量大、密闭安全、便于管理、易于实现远程集中监控等优点，在全世界应用广泛且发展迅速。但是，由于油气介质易燃、易爆和易扩散，因此无论是早期使用的铸铁管，还是当今普遍采用的优质钢管，油气管道都容易在使用一段时间后发生腐蚀，造成油气管道的泄露或破裂事故，易导致人身伤害、设施破坏和环境污染等严重后果。因此，开发新型油气管道用材已迫在眉睫。钛/管线钢复合板综合钛材优良的耐腐蚀性和钢板的高强度，已被广泛地应用到石油天然气、化工领域中。但是现有钛/管线钢复合板产品中，其基材一般为普碳钢或低合金钢，无管道专用钢种，因此未被用于油气管道中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法。该方法采用冲击性能优良的超厚管线钢为基层材料，通过特定的炸药和布药工艺，利用爆炸复合法和轧制法相结合的工艺过程，将基层钢板和复层钛板复合制备油气管道用超长钛管线钢复合板，该复合板的剪切强度不低于180MPa，且满足GB8547-2006、ASTM B898-2005和API标准要求，利用该复合板制备的单根油气管道的长度可达到8000mm以上，迎合了石油天然气管道用材的超长需求，可作为油气管道用材。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板的长边中间位置处焊接金属块，采用氩弧焊的方法在复层钛板的长边中间位置处焊接金属板；所述基层钢板为在0℃下冲击功不小于100J的管线钢板，基层钢板的长度为1500mm～4000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度为50mm～120mm，所述金属块的材质与基层钢板的材质相同；所述复层钛板的长度为1500mm～4000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度为6mm～12mm，所述金属板的材质与复层钛板的材质相同；
步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块的基层钢板的待焊接面和焊接有金属板的复层钛板的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均不大于5μm；
步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板上均匀设置多个支撑物，将经打磨处理后的复层钛板置于支撑物上，将传爆药和爆炸复合用药覆盖于复层钛板上，然后在所述金属板上设置起爆药，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药布置在复层钛板上靠近金属板的一端，传爆药的布药宽度为10mm～20mm，所述爆炸复合用药由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成；所述支撑物的材质与复层钛板的材质相同；
步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；
步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，对校平处理后的坯材进行机械切割处理，然后在升温速率不大于50℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为700℃～950℃，时间为2h～8h；
步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为8000mm～20000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度不小于10mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率为15％～35％。
上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属块的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板的厚度相同，所述金属板的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板的厚度相同。
上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述起爆药由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，所述起爆药中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为10％～20％，余量为铵油炸药。
上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述传爆药由铵油炸药和铝粉混合制成，所述传爆药中铝粉的质量含量为20％～30％，余量为铵油炸药。
上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述爆炸复合用药中木粉的质量含量为2％～10％，滑石粉的质量含量为10％～25％，余量为铵油炸药。
上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述退火处理的温度为750℃～850℃，时间为4h～6h。
上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤六中所述退火处理的温度为800℃，时间为5h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的方法采用冲击性能优良的超厚管线钢为基层材料，通过特定的炸药和布药工艺，利用爆炸复合法和轧制法相结合的工艺过程，将基层钢板和复层钛板复合制备油气管道用超长钛/管线钢复合板，该复合板的剪切强度不低于180MPa，且满足GB8547-2006、ASTM B898-2005和API标准要求，利用该复合板制备的单根油气管道的长度可达到8000mm以上，迎合了石油天然气管道用材的超长需求，可作为油气管道用材。
2、本发明中选用具有优良冲击性能的超厚管线钢作为基层钢板，制备的钛/管线钢复合板兼具钢板优异的强度、导热性能焊接性能和钛的耐腐蚀性能，能够满足油气管道用材的设计要求，具有很好的市场前景。
3、本发明的方法中采用特定的炸药及布药工艺，首先在焊接于复层钛板的金属板上布置起爆药，将起爆点引出待焊接板材表面，便于采用雷管引爆且复合板的结合率达99％以上，在靠近金属板的复层钛板上布置传爆药，可提高爆炸复合用药稳定爆轰的速度，改善爆轰波波形，将由点起爆形成的圆弧形爆轰波调整为由线起爆的平面波形，采用这种特定的布药工艺一方面能够保证复合板结合均匀性，另一方面能够避免端角部位的结合质量缺陷，提高复合板质量，为后续实现轧制过程提供条件，大大地提高材料的利用率。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明爆炸焊接前基层钢板与复层钛板的组配示意图。
图2为本发明中炸药的布药示意图。
附图标记说明:
1—基层钢板； 2—复层钛板； 3—支撑物；
4—金属板； 5—金属块； 6—起爆药；
7—传爆药； 8—爆炸复合用药。
具体实施方式
实施例1
本实施例制备油气管道用超长钛/管线钢复合板包括以下步骤：
步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板1的长边中间位置处焊接金属块5，采用氩弧焊的方法在复层钛板2的长边中间位置处焊接金属板4，如图1所示；所述基层钢板1为X65管线钢板，基层钢板1在0℃下冲击功的检测结果分别为298J，298J和280J，基层钢板1的长度为3000mm，宽度为2000mm，厚度为50mm，所述金属块5的材质与基层钢板1的材质相同，金属块5的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板1相同；所述复层钛板为Gr1钛合金板，复层钛板2的长度为3000mm，宽度为2000mm，厚度为6mm，所述金属板4的材质与复层钛板2的材质相同，金属板4的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板2相同。步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块5的基层钢板1的待焊接面和焊接有金属板4的复层钛板2的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均为2μm；
步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板1上均匀设置多个支撑物3，将经打磨处理后的复层钛板2置于支撑物3上，将传爆药7和爆炸复合用药8覆盖于复层钛板2上，然后在所述金属板4上设置起爆药6，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药7布置在复层钛板2上靠近金属板4的一端，如图2所示；所述起爆药6由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，起爆药6中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为10％，余量为铵油炸药；所述传爆药7由铵油炸药和铝粉混合制成，传爆药7中铝粉的质量含量为30％，传爆药7的布药宽度为10mm；所述爆炸复合用药8由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成，爆炸复合用药8中木粉的质量含量为10％，滑石粉的质量含量为25％，余量为铵油炸药；所述支撑物3的材质与复层钛板2的材质相同；
步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；
步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，然后对校平处理后的坯材进行机械切割处理，去除焊接的金属块5和金属板4，然后在升温速率为30℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为800℃，时间为5h；
步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为10000mm，宽度为2000mm，厚度为16mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率依次为28％、25％、22％、20％和15％。
本实施例将起爆点引出待焊接板材表面，便于采用雷管引爆且保证复合板的结合率达99％以上，设置传爆药能够提高炸药稳定爆轰的速度，改善爆轰波波形，将由点起爆形成的圆弧形爆轰波调整为由线起爆的平面波形，制备的复合板具有结合均匀、质量高的优点。此外，本实施例制备的钛/管线钢复合板兼具钢板优异的强度、导热性能焊接性能和钛的耐腐蚀性能，其剪切强度为213MPa，能够满足油气管道用材的设计要求。
实施例2
本实施例制备油气管道用超长钛/管线钢复合板包括以下步骤：
步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板1的长边中间位置处焊接金属块5，采用氩弧焊的方法在复层钛板2的长边中间位置处焊接金属板4，如图1所示；所述基层钢板1为L390管线钢板，基层钢板1在0℃下冲击功的检测结果分别为190J，186J和212J，所述基层钢板1的长度为4000mm，宽度为3000mm，厚度为120mm，所述金属块5的材质与基层钢板1的材质相同，金属块5的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板1相同；所述复层钛板为TA1钛合金板，复层钛板2的长度为4000mm，宽度为3000mm，厚度为12mm，所述金属板4的材质与复层钛板2的材质相同，金属板4的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板2相同。
步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块5的基层钢板1的待焊接面和焊接有金属板4的复层钛板2的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均为3μm；
步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板1上均匀设置多个支撑物3，将经打磨处理后的复层钛板2置于支撑物3上，将传爆药7和爆炸复合用药8覆盖于复层钛板2上，然后在所述金属板4上设置起爆药6，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药7布置在复层钛板2上靠近金属板4的一端，如图2所示；所述起爆药6由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，起爆药6中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为20％，余量为铵油炸药；所述传爆药7由铵油炸药和铝粉混合制成，传爆药7中铝粉的质量含量为20％，传爆药7的布药宽度为20mm；所述爆炸复合用药8由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成，爆炸复合用药8中木粉的质量含量为2％，滑石粉的质量含量为10％，余量为铵油炸药；所述支撑物3的材质与复层钛板2的材质相同；
步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；
步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，然后对校平处理后的坯材进行机械切割处理，去除焊接的金属块5和金属板4，然后在升温速率为40℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为750℃，时间为6h；
步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为20000mm，宽度为2500mm，厚度为28mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率依次为35％、30％、27％、25％和15％。
本实施例将起爆点引出待焊接板材表面，便于采用雷管引爆且保证复合板的结合率达99％以上，设置传爆药能够提高炸药稳定爆轰的速度，改善爆轰波波形，将由点起爆形成的圆弧形爆轰波调整为由线起爆的平面波形，制备的复合板具有结合均匀、质量高的优点。此外，本实施例制备的钛/管线钢复合板兼具钢板优异的强度、导热性能焊接性能和钛的耐腐蚀性能，其剪切强度为207MPa，能够满足油气管道用材的设计要求。
实施例3
本实施例制备油气管道用超长钛/管线钢复合板包括以下步骤：
步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板1的长边中间位置处焊接金属块5，采用氩弧焊的方法在复层钛板2的长边中间位置处焊接金属板4，如图1所示；所述基层钢板1为L450管线钢板，基层钢板1在0℃下冲击功的检测结果分别为276J，298J和298J，所述基层钢板1的长度为3000mm，宽度为1500mm，厚度为85mm，所述金属块5的材质与基层钢板1的材质相同，金属块5的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板1相同；所述复层钛板为TA2钛合金板，复层钛板2的长度为3000mm，宽度为1500mm，厚度为9mm，所述金属板4的材质与复层钛板2的材质相同，金属板4的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板2相同。
步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块5的基层钢板1的待焊接面和焊接有金属板4的复层钛板2的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均为2.5μm；
步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板1上均匀设置多个支撑物3，将经打磨处理后的复层钛板2置于支撑物3上，将传爆药7和爆炸复合用药8覆盖于复层钛板2上，然后在所述金属板4上设置起爆药6，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药7布置在复层钛板2上靠近金属板4的一端，如图2所示；所述起爆药6由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，起爆药6中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为15％，余量为铵油炸药；所述传爆药7由铵油炸药和铝粉混合制成，传爆药7中铝粉的质量含量为25％，传爆药7的布药宽度为15mm；所述爆炸复合用药8由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成，爆炸复合用药8中木粉的质量含量为6％，滑石粉的质量含量为18％，余量为铵油炸药；所述支撑物3的材质与复层钛板2的材质相同；
步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；
步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，然后对校平处理后的坯材进行机械切割处理，去除焊接的金属块5和金属板4，然后在升温速率为50℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为850℃，时间为4h；
步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为10000mm，宽度为3000mm，厚度为14mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率依次为35％、30％、30％、25％、22％和20％。
本实施例将起爆点引出待焊接板材表面，便于采用雷管引爆且保证复合板的结合率达99％以上，设置传爆药能够提高炸药稳定爆轰的速度，改善爆轰波波形，将由点起爆形成的圆弧形爆轰波调整为由线起爆的平面波形，制备的复合板具有结合均匀、质量高的优点。此外，本实施例制备的钛/管线钢复合板兼具钢板优异的强度、导热性能焊接性能和钛的耐腐蚀性能，其剪切强度为185MPa，能够满足油气管道用材的设计要求。
实施例4
本实施例制备油气管道用超长钛/管线钢复合板包括以下步骤：
步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板1的长边中间位置处焊接金属块5，采用氩弧焊的方法在复层钛板2的长边中间位置处焊接金属板4，如图1所示；所述基层钢板L450管线钢板，基层钢板1在0℃下冲击功的检测结果分别为156J，100J和134J，所述基层钢板1的长度为1500mm，宽度为500mm，厚度为80mm，所述金属块5的材质与基层钢板1的材质相同，金属块5的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板1相同；所述复层钛板为TA2钛合金板，复层钛板2的长度为1500mm，宽度为500mm，厚度为6mm，所述金属板4的材质与复层钛板2的材质相同，金属板4的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板2相同。
步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块5的基层钢板1的待焊接面和焊接有金属板4的复层钛板2的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均为5μm；
步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板1上均匀设置多个支撑物3，将经打磨处理后的复层钛板2置于支撑物3上，将传爆药7和爆炸复合用药8覆盖于复层钛板2上，然后在所述金属板4上设置起爆药6，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药7布置在复层钛板2上靠近金属板4的一端，如图2所示；所述起爆药6由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，起爆药6中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为18％，余量为铵油炸药；所述传爆药7由铵油炸药和铝粉混合制成，传爆药7中铝粉的质量含量为28％，传爆药7的布药宽度为18mm；所述爆炸复合用药8由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成，爆炸复合用药8中木粉的质量含量为8％，滑石粉的质量含量为22％，余量为铵油炸药；所述支撑物3的材质与复层钛板2的材质相同；
步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；
步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，然后对校平处理后的坯材进行机械切割处理，去除焊接的金属块5和金属板4，然后在升温速率为10℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为700℃，时间为8h；
步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为8000mm，宽度为500mm，厚度为15mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率依次为35％、30％、25％、25％、20％和15％。
本实施例将起爆点引出待焊接板材表面，便于采用雷管引爆且保证复合板的结合率达99％以上，设置传爆药能够提高炸药稳定爆轰的速度，改善爆轰波波形，将由点起爆形成的圆弧形爆轰波调整为由线起爆的平面波形，制备的复合板具有结合均匀、质量高的优点。此外，本实施例制备的钛/管线钢复合板兼具钢板优异的强度、导热性能焊接性能和钛的耐腐蚀性能，其剪切强度为187MPa，能够满足油气管道用材的设计要求。
实施例5
本实施例制备油气管道用超长钛/管线钢复合板包括以下步骤：
步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板1的长边中间位置处焊接金属块5，采用氩弧焊的方法在复层钛板2的长边中间位置处焊接金属板4，如图1所示；所述基层钢板X60管线钢板，基层钢板1在0℃下冲击功的检测结果分别为256J，283J和277J，所述基层钢板1的长度为2500mm，宽度为1000mm，厚度为80mm，所述金属块5的材质与基层钢板1的材质相同，金属块5的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板1相同；所述复层钛板为TA1钛合金板，复层钛板2的长度为2500mm，宽度为1000mm，厚度为6mm，所述金属板4的材质与复层钛板2的材质相同，金属板4的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板2相同。
步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块5的基层钢板1的待焊接面和焊接有金属板4的复层钛板2的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均为5μm；
步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板1上均匀设置多个支撑物3，将经打磨处理后的复层钛板2置于支撑物3上，将传爆药7和爆炸复合用药8覆盖于复层钛板2上，然后在所述金属板4上设置起爆药6，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药7布置在复层钛板2上靠近金属板4的一端，如图2所示；所述起爆药6由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，起爆药6中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为13％，余量为铵油炸药；所述传爆药7由铵油炸药和铝粉混合制成，传爆药7中铝粉的质量含量为23％，传爆药7的布药宽度为14mm；所述爆炸复合用药8由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成，爆炸复合用药8中木粉的质量含量为4％，滑石粉的质量含量为18％，余量为铵油炸药；所述支撑物3的材质与复层钛板2的材质相同；
步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；
步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，然后对校平处理后的坯材进行机械切割处理，去除焊接的金属块5和金属板4，然后在升温速率为15℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为950℃，时间为2h；
步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为10000mm，宽度为1000mm，厚度为21.1mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率依次为35％、26％、25％、20％和15％。
本实施例将起爆点引出待焊接板材表面，便于采用雷管引爆且保证复合板的结合率达99％以上，设置传爆药能够提高炸药稳定爆轰的速度，改善爆轰波波形，将由点起爆形成的圆弧形爆轰波调整为由线起爆的平面波形，制备的复合板具有结合均匀、质量高的优点。此外，本实施例制备的钛/管线钢复合板兼具钢板优异的强度、导热性能焊接性能和钛的耐腐蚀性能，其剪切强度为205MPa，能够满足油气管道用材的设计要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板(1)的长边中间位置处焊接金属块(5)，采用氩弧焊的方法在复层钛板(2)的长边中间位置处焊接金属板(4)；所述基层钢板(1)为在0℃下冲击功不小于100J的管线钢板，基层钢板(1)的长度为1500mm～4000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度为50mm～120mm，所述金属块(5)的材质与基层钢板(1)的材质相同；所述复层钛板(2)的长度为1500mm～4000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度为6mm～12mm，所述金属板(4)的材质与复层钛板(2)的材质相同；
步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块(5)的基层钢板(1)的待焊接面和焊接有金属板(4)的复层钛板(2)的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均不大于5μm；
步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板(1)上均匀设置多个支撑物(3)，将经打磨处理后的复层钛板(2)置于支撑物(3)上，将传爆药(7)和爆炸复合用药(8)覆盖于复层钛板(2)上，然后在所述金属板(4)上设置起爆药(6)，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药(7)布置在复层钛板(2)上靠近金属板(4)的一端，传爆药(7)的布药宽度为10mm～20mm，所述爆炸复合用药(8)由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成；所述支撑物(3)的材质与复层钛板(2)的材质相同；所述传爆药(7)由铵油炸药和铝粉混合制成，所述传爆药(7)中铝粉的质量含量为20％～30％，余量为铵油炸药；
步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；
步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，对校平处理后的坯材进行机械切割处理，然后在升温速率不大于50℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为700℃～950℃，时间为2h～8h；
步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为8000mm～20000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度不小于10mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率为15％～35％。
2.按照权利要求1所述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属块(5)的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板(1)的厚度相同，所述金属板(4)的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板(2)的厚度相同。
3.按照权利要求1所述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述起爆药(6)由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，所述起爆药(6)中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为10％～20％，余量为铵油炸药。
4.按照权利要求1所述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述爆炸复合用药(8)中木粉的质量含量为2％～10％，滑石粉的质量含量为10％～25％，余量为铵油炸药。
5.按照权利要求1所述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述退火处理的温度为750℃～850℃，时间为4h～6h。
6.按照权利要求5所述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述退火处理的温度为800℃，时间为5h。
CN201410424878.8A 2014-08-26 2014-08-26 一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法 Active CN104308463B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410424878.8A CN104308463B (zh) 2014-08-26 2014-08-26 一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410424878.8A CN104308463B (zh) 2014-08-26 2014-08-26 一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104308463A CN104308463A (zh) 2015-01-28
CN104308463B true CN104308463B (zh) 2017-01-11

Family

ID=52363846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410424878.8A Active CN104308463B (zh) 2014-08-26 2014-08-26 一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104308463B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105057353A (zh) * 2015-08-04 2015-11-18 南京钢铁股份有限公司 一种爆炸复合的钛-钢-钛双面复合板的轧制方法
CN105345249A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 安徽宝泰特种材料有限公司 双相钢/钛复合板爆炸焊接成型方法
CN107042357B (zh) * 2017-03-17 2019-05-31 南京镭辉新材料有限公司 一种大厚度无氧铜覆板爆炸焊接中的基覆板拓展方法
CN107185961B (zh) * 2017-06-15 2019-08-06 西安天力金属复合材料有限公司 一种大规格、薄复层镍基合金/管线钢复合板的制备方法
CN109249121B (zh) * 2018-11-02 2021-10-26 南京昭邦金属复合材料有限公司 一种大幅面工具钢-钢复合板的爆炸焊接方法
CN110202249B (zh) * 2019-07-01 2020-08-04 太原钢铁(集团)有限公司 一种超长超大面积钛钢复合板及其制造方法
CN110893504A (zh) * 2019-12-17 2020-03-20 舞钢神州重工金属复合材料有限公司 一种基-复等边贵重金属复合板的爆炸焊接生产工艺
CN112935726B (zh) * 2021-02-05 2022-12-09 西安交通大学 一种基于爆炸焊接的超长板材的制造方法及得到的超长板材
CN113894402B (zh) * 2021-10-26 2022-11-18 舞钢神州重工金属复合材料有限公司 一种钛钢复合板及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06234083A (ja) * 1993-02-09 1994-08-23 Yamaki Kogyo Kk チタンクラッドステンレス鋼板及びその製造方法
CN1242867C (zh) * 2000-09-29 2006-02-22 大连理工大学 一种大板幅爆炸复合板的制造方法
CN102441769A (zh) * 2011-09-17 2012-05-09 西安天力金属复合材料有限公司 一种超长薄型钛/钢复合板的制备方法
CN102794607B (zh) * 2012-08-10 2014-12-31 西安天力金属复合材料有限公司 一种大规格钽/锆/钛/钢复合板的制造方法
CN103878536B (zh) * 2012-12-20 2016-02-24 北京有色金属研究总院 一种层状耐磨轻质钢铝复合板的制备方法
CN103639585B (zh) * 2013-12-21 2016-05-25 西安天力金属复合材料有限公司 厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104308463A (zh) 2015-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104308463B (zh) 一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法
Yu et al. Mechanical properties and interfacial structure of hot-roll bonding TA2/Q235B plate using DT4 interlayer
CN102059445B (zh) 一种大面积铅-钢复合板的爆炸焊接方法
Li et al. Microstructure and mechanical properties of underwater wet welded high-carbon-equivalent steel Q460 using austenitic consumables
CN104525611A (zh) 一种镍铬合金与碳钢复合板及其生产方法
WO2022236976A1 (zh) 厚规格tmcp态高强低屈强比桥梁钢的埋弧焊接工艺
CN103071897A (zh) 一种低温储罐用钢板的埋弧焊焊接工艺
CN102528265A (zh) 一种水利工程用复合板及其制备方法
CN110076430A (zh) 一种厚度≥40mm 的1000MPa钢板的气保护焊接方法
CN109940298A (zh) 一种Q370qE和Q690qE桥梁用结构钢不同强度对拼接头复合焊接方法
CN104308462B (zh) 一种油气运输管道用不锈钢/管线钢复合板的制备方法
Tian et al. Evaluation of the mechanical properties of the X52 high frequency electric resistance welding pipes
CN105345249A (zh) 双相钢/钛复合板爆炸焊接成型方法
CN104070271A (zh) 15Cr1Mo1V阀体与WB36配管异种钢焊接方法
Forero et al. Susceptibility of pipeline girth welds to hydrogen embrittlement and sulphide stress cracking
Kuchuk-Yatsenko et al. Defects of joints of high-strength rails produced using flash-butt welding
Peng et al. Effect of interpass temperature on microstructure and mechanical properties of weld metal of 690 MPa HSLA steel
CN102690155A (zh) 最低临界爆速爆炸焊接用炸药
CN102059426B (zh) 一种手工快速切割系统及其应用
CN203437811U (zh) N06455合金钢板与钢板复合爆炸板
CN102785013A (zh) 80毫米厚高强度桥梁钢气保对接焊接的方法
CN206456036U (zh) 钛铝不锈钢多层超大面积爆炸复合板
CN106695067A (zh) 高钢级油气输送管线的预精焊焊接工艺
Asahi et al. Development and commercialization of high-strength linepipe.
CN202115017U (zh) N08028合金板-钢爆炸复合板

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 710201 Shaanxi city of Xi'an Province Economic and Technological Development Zone Jingwei Industrial Park Road

Patentee after: Xi'an Tianli metal composite Co.,Ltd.

Address before: 710201 Shaanxi city of Xi'an Province Economic and Technological Development Zone Jingwei Industrial Park Road No. 19

Patentee before: XI'AN TIANLI CLAD METAL MATERIALS Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address